[논문]산림바이오매스의 지역 에너지 이용의 경제성 분석

민경택; 안현진; 변승연

doi:10.14578/jkfs.2022.111.1.177

산림바이오매스의 지역 에너지 이용의 경제성 분석
Economic Feasibility of Using Forest Biomass as a Local Energy Source 원문보기

한국산림과학회지 = Journal of korean society of forest science, v.111 no.1, 2022년, pp.177 - 185

민경택 (한국농촌경제연구원 산림정책연구부) , 안현진 (한국농촌경제연구원 산림정책연구부) , 변승연 (한국농촌경제연구원 산림정책연구부)

초록
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이 연구의 목적은 산림바이오매스를 이용한 에너지 시설의 경제적 타당성을 검토한 것이다. 산림청 산림에너지자립마을 사업의 자료를 이용하여 에너지 시설의 운영 수지를 분석하였다. 에너지 시설은 열병합 발전기와 목재칩 보일러로 구성되며 목재칩을 연료로 사용한다. 목재칩은 목재펠릿보다 발열량이 낮지만 가격도 낮다. 시설 운영의 수입은 전기, 열, REC로 구성되며 추가로 화석연료 대체에 의한 탄소배출권을 고려하였다. 비용에는 연료비용과 고정비용이 포함되며, 초기 시설투자는 매몰비용으로 간주하였다. 가동률 55%, 목재칩 가격 95,000원/톤의 조건에서 에너지 시설의 연간 순수입은 양으로 나타났다. 시설 운영의 중요한 요소는 가동률과 연료비용이다. 두 요소를 조정하면서 시뮬레이션한 결과 가동률 50%, 목재칩 가격 100,000원/톤의 조건에서 연간순수입은 음으로 나타났다. 운영 수지를 개선하기 위해 가동률을 올리거나 연료 가격을 낮추는 노력이 필요하다. 탄소배출권을 판매한다면 시설 운영의 수익성을 개선한다. 또, 산림바이오매스의 에너지 이용을 촉진하기 위해 재생에너지로 공급한 열에 가격 보조를 할 필요가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the economic feasibility of a local energy facility that uses forest biomass as an energy source was assessed. We analyzed profitability using data from the Forest Energy Self-sufficient Village Project financed by the Korea Forest Service. The energy facility has a cogeneration generator and wood chip boiler. Wood chip, which has lower heat value and is cheaper than wood pellets, is used as fuel. Revenue comes from the sale of electricity, heat, and renewable energy certificates. Additionally, we considered the sale of carbon credits as substitutes for fossil fuels. The expenditure consists of fuel costs and fixed costs, and the initial investment is treated as a sunk cost. Under the condition of a 55% operation rate and wood chip price of 95,000 KRW per ton, the annual net revenue is positive. Crucial factors for managing the facility sustainably are operation rate and fuel cost. A simulation in which two factors were changed showed that the annual net revenue is negative with a 50% operation rate and 100,000 KRW per ton of wood chip price. To improve net revenue, an increase in the operation rate or a decrease in the wood chip price is required. Additionally, selling carbon credits will make the operation of the facility more profitable. Furthermore, the payment required to procure wood chips could contribute to the rural economy. To foster the use of forest biomass for energy, the price for heat supplied from renewable energy sources should be subsidized.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Facility specification of forest energy self-sufficient village.
표 Table 2. Basic data for economic analysis.
표 Table 3. Annual revenue-expenditure of energy facility operation. Unit: 1000 KRW
표 Table 4. The comparison of fuel cost in wood chips and wood pellets. Unit: 1000 KRW
표 Table 5. The net revenue of energy facility with changing wood chip price and operation rate. Unit: 1000 KRW
표 Table 6. The net revenue of energy facility with carbon credit sales. Unit: 1000 KRW
표 Table 7. The net revenue change with heat subsidy level. Unit: 1000 KRW

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구는 산림바이오매스를 연료로 이용하는 소규모 분산형 열에너지 공급 시설의 수입-지출을 분석하여, 시설을 지속적으로 운영하기 위한 조건을 탐색하는 데 목적을 둔다.

가설 설정

에너지 시설 운영의 수지를 개선하는 데 중요한 조건은 가동률과 목재칩의 가격이다. 앞에서는 가동률 55%, 목재칩 가격 95,000원/톤을 가정하였다. 이 가정은 지역 여건에 따라 달라질 수 있다.
잠열 판매를 포함하면 수입은 1억 6,181만원이 되고 연료비용보다 크다. 여기에서 발전기를 연중가동하지만 열 판매는 55%로 가정하였다. 여름에 폐기하는 열도 판매할 수 있다면 수익성을 더욱 개선할 수 있다.
하계 6개월에는 열 수요가 없다고 보기 때문이다. 여기에서도 발전기는 연중 가동으로 가정한다. 전기 공급을 중단할 수는 없기 때문이다.

제안 방법

이 연구에서는 마을기업의 입장에서 연간 수입과 지출을 분석하였다. 단순하지만 시설 운영의 재무 상황을 쉽게 이해하는 방법이다.
이 연구에서는 에너지 시설 운영의 수입과 지출을 분석하여 시설을 지속적으로 운영하는 데 요구되는 조건을 검토하였다. 초기 시설비를 매몰비용으로 보고 연간 운영 수지가 (+)라면 운영을 지속할 수 있을 것으로 보았다.

후속연구

다섯째, 재생에너지를 이용한 열 공급을 지원하는 정책이 필요하다. 특히 산림바이오매스의 이용은 열 공급에서 효율성이 높기 때문에 이를 지원해야 하는데, 가격을 지지하는 정책이 필요하다.
이 연구는 ‘산림에너지자립마을’의 수입-지출을 분석한 것인데, 산림바이오매스 에너지 이용의 긍정적 요소를 살리면서 에너지 시설을 지속적으로 가동하기 위해서 다음을 고려할 것을 제언한다.
가격 정보도 달라질 수 있다. 향후 이러한 사업을 실제 추진하는 지자체는 지역 현실과 비교하여 가정들을 완화하고 가격 정보를 조정하여 분석하는 과정이 필요하다.

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용어 설명 출처 목록 (6)

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